DE102011104357B4

DE102011104357B4 - Method for simulating an aerial photograph

Info

Publication number: DE102011104357B4
Application number: DE102011104357.1A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Strössner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: DE102011104357A1

Abstract

Verfahren zur Simulation eines Luftbildes, welches durch Abbildung eines Objektes (5) unter Verwendung einer Abbildungsoptik (15) erzeugt wird, wobei das Objekt (5) mit einer Beleuchtungsstrahlung emittierenden Lichtquelle (25) über eine Beleuchtungsoptik (30) beleuchtet wird, wobei die Beleuchtungsoptik (30) eine Pupillenebene (35) aufweist,umfassend die Schritte:Vorgeben eines ersten Datensatzes zur Darstellung des Objektes (5),Vorgeben eines zweiten Datensatzes zur Darstellung der Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung in der Pupillenebene (35) der Lichtquelle (25),Ermitteln des Luftbildes aus dem ersten und dem zweiten Datensatz, wobei die Auflösung des zweiten Datensatzes in Abhängigkeit von der Intensität oderin Abhängigkeit vom Ort in der Pupillenebene (35) variiert und wobei der zweite Datensatz aus einer ersten Matrix (SM) von Intensitäten konstanter Auflösung ermittelt wird, indem mehrere benachbarte Pixel in Abhängigkeit von ihrer Intensität oder ihres Ortes zu Supra-Pixeln (51, 53, 55, 57, 59, 61) zusammengefasst werdendadurch gekennzeichnet, dassSupra-Pixel (51, 53, 55, 57, 59, 61) iterativ gebildet werden, wobei mit jeder Iteration die Größe der zu bildenden Supra-Pixel (51, 53, 55, 57, 59, 61) zunimmt und die Intensität der zu bildenden Supra-Pixel (51, 53, 55, 57, 59, 61) abnimmt.Method for simulating an aerial image which is generated by imaging an object (5) using imaging optics (15), wherein the object (5) is illuminated with a light source (25) emitting illumination radiation via illumination optics (30), wherein the illumination optics (30) has a pupil plane (35), comprising the steps of: specifying a first data set for representing the object (5), specifying a second data set for representing the intensity distribution of the illumination radiation in the pupil plane (35) of the light source (25), determining the aerial image from the first and second data sets, wherein the resolution of the second data set varies depending on the intensity or depending on the location in the pupil plane (35) and wherein the second data set is determined from a first matrix (SM) of intensities of constant resolution by combining several adjacent pixels into supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) depending on their intensity or their location, thereby characterized in that supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) are formed iteratively, wherein with each iteration the size of the supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) to be formed increases and the intensity of the supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) to be formed decreases.

Description

Diese Patentschrift betrifft ein Verfahren zur Simulation eines LuftbildesThis patent relates to a method for simulating an aerial photograph

Diese Patentschrift betrifft zudem ein Mikroskop, welches eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens aufweist.This patent also relates to a microscope which has a computing unit for carrying out the method.

Verfahren zur Simulation von Luftbildern werden beispielsweise in der Lithographie zur Herstellung von Halbleiterbauelementen immer häufiger eingesetzt. In der Lithographie werden durch Scanner oder Stepper die Strukturen von Masken, welche auch synonym als Retikeln bezeichnet werden, auf Wafer projiziert, welche mit einer lichtempfindlichen Schicht, dem Resist, beschichtet sind. Masken können beispielsweise als „binäre Masken“ mit Chromstrukturen auf Quarzglas oder als Phasenschiebende (Phase-Shift) Masken ausgebildet sein. Zur Anwendung in der EUV-Lithographie kommen reflektive Masken zum Einsatz. Zur Erhöhung der Auflösung bei der Abbildung der Strukturen erfolgt die Beleuchtung mit speziellen sogenannten Beleuchtungseinstellungen, die auch als „Settings“ bezeichnet werden. Dabei werden durch spezielle optische Elemente oder durch spezielle Blenden Intensitätsverteilungen in der Pupillenebene einer verwendeten Beleuchtungsoptik realisiert.Methods for simulating aerial images are being used more and more frequently, for example, in lithography for the production of semiconductor components. In lithography, scanners or steppers project the structures of masks, which are also synonymously referred to as reticles, onto wafers coated with a light-sensitive layer, the resist. Masks can, for example, be designed as "binary masks" with chrome structures on quartz glass or as phase-shift masks. Reflective masks are used in EUV lithography. To increase the resolution when imaging the structures, the illumination is carried out using special so-called lighting settings, which are also referred to as "settings". Intensity distributions in the pupil plane of an illumination optics used are realized using special optical elements or special apertures.

Die Masken werden mit speziell ausgebildeten Mikroskopen untersucht. Maskeninspektionsmikroskope, wie beispielsweise das AIMS der Firma Carl Zeiss SMS GmbH, dienen zur Überprüfung, ob vorhandene Defekte bei Belichtung des Wafers eine negative Auswirkung haben oder nicht. Diese Mikroskope sind mit Abbildungsoptiken und Lichtquellen ausgestattet, die eine Abbildung ermöglichen, die dem Verhalten des Scanners möglichst nahekommt. Bei Positionsmessvorrichtungen, wie beispielsweise dem PROVE der Firma Carl Zeiss SMS GmbH, werden die Positionen von Strukturen auf Masken hochgenau bestimmt. Diese Mikroskope sind mit einem hochgenau positionierbaren Probenhalter ausgestattet, die eine Positionierung einer Maske mit einer Genauigkeit unter 1 nm erlauben. The masks are examined using specially designed microscopes. Mask inspection microscopes, such as the AIMS from Carl Zeiss SMS GmbH, are used to check whether existing defects have a negative effect when the wafer is exposed. These microscopes are equipped with imaging optics and light sources that enable an image that is as close as possible to the behavior of the scanner. Position measuring devices, such as the PROVE from Carl Zeiss SMS GmbH, determine the positions of structures on masks with high precision. These microscopes are equipped with a highly precise sample holder that allows a mask to be positioned with an accuracy of less than 1 nm.

Bei derartigen Mikroskopen wird die Struktur einer Maske auf einen lichtempfindlichen ortsaufgelösten Detektor, wie beispielsweise einen CCD-Chip (Charge Coupled Device), projiziert.In such microscopes, the structure of a mask is projected onto a light-sensitive, spatially resolved detector, such as a CCD chip (charge coupled device).

Zur Überprüfung werden die Masken mit den Struktur-Vorgaben verglichen, die als Datensätze, dem sogenannten Masken-Design, vorliegen. Da die Strukturvorgaben der Maske und ein entsprechendes Luftbild durch den Abbildungsvorgang voneinander abweichen, wird zum Vergleich des aufgenommenen Luftbildes ein aus dem entsprechenden Masken-Design simuliertes Luftbild verwendet. Wegen der immer kleineren Strukturen, die auf Masken dargestellt werden und wegen der höheren Anforderungen an die Positionsbestimmung von Strukturen, müssen immer genauere Verfahren zur Simulation von Luftbildern verwendet werden.For verification, the masks are compared with the structural specifications, which are available as data sets, the so-called mask design. Since the structural specifications of the mask and a corresponding aerial photograph differ from one another due to the imaging process, an aerial photograph simulated from the corresponding mask design is used to compare the recorded aerial photograph. Due to the ever smaller structures that are shown on masks and the higher requirements for determining the position of structures, increasingly precise methods must be used to simulate aerial photographs.

Aus den US-Offenlegungsschriften US2008/0158529 A1 und US2007/002300 A1 ist die Optimierung von Beleuchtungseinstellungen für die Abbildung spezieller Strukturen bekannt. Zur Simulation der resultierenden Luftbilder wird die Intensitätsverteilung in der Pupillenebene der zu optimierenden Beleuchtungseinstellung in ein Raster aus „Quellpunkten“ konstanter Auflösung aufgeteilt. Auch die US-Offenlegungsschrift US2004/0156029 A1 offenbart ein derartiges Verfahren, wobei auf die simulierten Luftbilder weitere Simulationsverfahren bezüglich der chemischen Vorgänge bei der Entwicklung der belichteten Wafer angewendet werden.From the US disclosure documents US2008/0158529 A1 and US2007/002300 A1 The optimization of lighting settings for imaging specific structures is known. To simulate the resulting aerial images, the intensity distribution in the pupil plane of the lighting setting to be optimized is divided into a grid of “source points” of constant resolution. The US publication US2004/0156029 A1 discloses such a method, wherein further simulation methods relating to the chemical processes during the development of the exposed wafers are applied to the simulated aerial images.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 041 405 A1 offenbart ein Maskeninspektionsmikroskop, bei welchem zur Realisierung von Beleuchtungseinstellungen Pupillenblenden eingesetzt werden. Die gewünschte Beleuchtungseinstellung wird durch ein Raster aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Pixeln erhalten.The German disclosure document EN 10 2009 041 405 A1 discloses a mask inspection microscope in which pupil diaphragms are used to implement illumination settings. The desired illumination setting is obtained by a grid of translucent and opaque pixels.

Weiterhin werden in MACK, Chris A. „Optimization of the spatial properties of illumination for improved lithographic response“ in: Optical/Laser Microlithography. SPIE, 1993. S. 125-136 Simulationsverfahren zur Prüfung der Auswirkungen unterschiedlicher Beleuchtungsverhältnisse auf einen Lithographieprozess erörtert.Furthermore, MACK, Chris A. “Optimization of the spatial properties of illumination for improved lithographic response” in: Optical/Laser Microlithography. SPIE, 1993. pp. 125-136 Simulation techniques for testing the effects of different lighting conditions on a lithography process are discussed.

Die Simulation von Luftbildern erfordert jedoch einen hohen Rechenaufwand, der in der Praxis sehr zeitintensiv ist. Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Simulation von Luftbildern mit geringem Rechenaufwand bei hoher Genauigkeit.However, the simulation of aerial photographs requires a high level of computational effort, which is very time-consuming in practice. The object of the invention is therefore to provide a method for simulating aerial photographs with low computational effort and high accuracy.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Simulation eines Luftbildes, welches durch Abbildung eines Objektes unter Verwendung einer Abbildungsoptik erzeugt wird, wobei das Objekt mit einer Beleuchtungsstrahlung emittierenden Lichtquelle beleuchtet wird, wobei die Lichtquelle eine Pupillenebene aufweist, umfassend die Schritte:

Vorgeben eines ersten Datensatzes zur Darstellung des Objektes,
Vorgeben eines zweiten Datensatzes zur Darstellung der Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung in der Pupillenebene der Lichtquelle,
Ermitteln des Luftbildes aus dem ersten und dem zweiten Datensatz, wobei die Auflösung des zweiten Datensatzes in Abhängigkeit von der Intensität oder in Abhängigkeit vom Ort der Pupillenebene variiert.

According to the invention, this object is achieved by a method for simulating an aerial image which is generated by imaging an object using imaging optics, wherein the object is illuminated with a light source emitting illumination radiation, wherein the light source has a pupil plane, comprising the steps:

Specifying a first data set to represent the object,
Specifying a second data set to represent the intensity distribution of the illumination radiation in the pupil plane of the light source,
Obtaining the aerial image from the first and second data sets, wherein the resolution of the second data set varies depending on the intensity or depending on the location of the pupil plane.

Dabei wird der zweite Datensatz aus einer ersten Matrix von Intensitäten konstanter Auflösung ermittelt, indem mehrere benachbarte Pixel in Abhängigkeit von ihrer Intensität oder ihres Ortes zu Supra-Pixeln zusammengefasst werden.The second data set is determined from a first matrix of intensities of constant resolution by combining several neighboring pixels into supra-pixels depending on their intensity or location.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch dann zum Einsatz kommen kann, wenn die Intensitätsverteilung in der Pupillenebene nur in konstanter Auflösung vorliegt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Intensitätsverteilung mit einem Mikroskop aufgenommen wird. Dafür wird eine Bertrand-Linse in den Strahlengang eingebracht und das Luftbild der Pupillenebene mit einem Detektor aufgenommen. Da der Detektor meist konstante Auflösung aufweist, wird so eine erste Matrix von Intensitäten konstanter Auflösung ermittelt.This measure has the advantage that the method according to the invention can also be used when the intensity distribution in the pupil plane is only available in constant resolution. This is the case, for example, when the intensity distribution is recorded with a microscope. For this purpose, a Bertrand lens is inserted into the beam path and the aerial image of the pupil plane is recorded with a detector. Since the detector usually has constant resolution, a first matrix of intensities with constant resolution is determined in this way.

In einer Variante dieser Maßnahme werden Intensitäten von Pixeln, die zu Supra-Pixeln zusammengefasst werden, von den Intensitäten in der ersten Matrix subtrahiert.In a variant of this measure, intensities of pixels that are combined to form supra-pixels are subtracted from the intensities in the first matrix.

Erfindungsgemäß werden die Supra-Pixel iterativ gebildet, wobei mit jeder Iteration die Größe der zu bildenden Supra-Pixel zunimmt und die Intensität der zu bildenden Supra-Pixel abnimmt.According to the invention, the supra-pixels are formed iteratively, whereby with each iteration the size of the supra-pixels to be formed increases and the intensity of the supra-pixels to be formed decreases.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch die Bildung von Supra-Pixeln in Bereichen hoher Intensitäten die Auflösung des zweiten Datensatzes hoch bleibt, da kleine Supra-Pixel zu einer hohen Auflösung führen.This measure has the advantage that by forming supra-pixels in areas of high intensity, the resolution of the second data set remains high, since small supra-pixels lead to a high resolution.

Bei dieser Maßnahme wird beispielsweise ein Grenzwert Limit vorgegeben. Pixel der ersten Matrix werden dann zu Supra-Pixeln zusammengefasst, wenn deren Summe diesen Grenzwert Limit übersteigt. In einer Variante kann der Grenzwert in jeder Iteration, beispielsweise durch Multiplikation mit einem Faktor Fa, verändert werden. Der Grenzwert wird zur Veränderung durch die Multiplikation verkleinert.In this measure, for example, a limit value Limit is specified. Pixels of the first matrix are then combined to form supra-pixels if their sum exceeds this limit value Limit. In one variant, the limit value can be changed in each iteration, for example by multiplying by a factor Fa. The limit value is reduced by multiplication to make the change.

Bei der Simulation eines Luftbildes ist für jeden zu berechnenden Bildpunkt, d.h. Pixel, des Luftbildes eine Summation über alle Bildpunkte, d. h. Pixel, des zweiten Datensatzes (der Pupillenebene) durchzuführen. Der Rechenaufwand ist also geringer, je geringer die Zahl der Pixel des zweiten Datensatzes ist. Auflösung bedeutet hier die Zahl der Bildpunkte bzw. Pixel pro Flächeneinheit. Die Variation der Auflösung des zweiten Datensatzes in Abhängigkeit von der Intensität oder vom Ort der Pupillenebene bedeutet, dass die Auflösung entweder in Abhängigkeit von der Auflösung oder der Intensität oder gleichzeitig von der Auflösung und der Intensität variiert.When simulating an aerial photograph, a summation of all the image points, i.e. pixels, of the second data set (the pupil plane) must be carried out for each image point, i.e. pixel, of the aerial photograph to be calculated. The lower the number of pixels in the second data set, the lower the computational effort. Resolution here means the number of image points or pixels per unit area. The variation of the resolution of the second data set depending on the intensity or the location of the pupil plane means that the resolution varies either depending on the resolution or the intensity or simultaneously on the resolution and the intensity.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Zahl der Rechenschritte verringert wird, die Genauigkeit der Simulation aber nur geringfügig abnimmt.This measure has the advantage that the number of calculation steps is reduced, but the accuracy of the simulation only decreases slightly.

Bei der Anwendung in der Lithographie wird durch den ersten Datensatz beispielsweise das Masken-Design oder (für genauere Simulationen) die dreidimensionale Struktur einer Maske dargestellt. Die weiteren Parameter der verwendeten Abbildungsoptik, der Lichtquelle etc. entsprechen dem verwendeten Mikroskop, beispielsweise einem Maskeninspektionsmikroskop oder einer Positionsmessvorrichtungen oder einem Scanner.When used in lithography, the first data set represents, for example, the mask design or (for more precise simulations) the three-dimensional structure of a mask. The other parameters of the imaging optics used, the light source, etc. correspond to the microscope used, for example a mask inspection microscope or a position measuring device or a scanner.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der zweite Datensatz in Bereichen hoher Intensitäten eine höhere Auflösung auf als in Bereichen niedriger Intensitäten.In a further embodiment of the invention, the second data set has a higher resolution in areas of high intensities than in areas of low intensities.

Pixel des zweiten Datensatzes mit hoher Intensität tragen stärker zum Ergebnis der Simulation bei, als Pixel geringer Intensität. Folglich ist erfindungsgemäß die Auflösung des zweiten Datensatzes an jenen Stellen höher, die auch einen hohen Beitrag bei der Simulation liefern.Pixels of the second data set with high intensity contribute more to the result of the simulation than pixels with low intensity. Consequently, according to the invention, the resolution of the second data set is higher at those points that also make a high contribution to the simulation.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Auflösung des zweiten Datensatzes im Randbereich der Pupille höher als in deren Mitte.In a further embodiment of the invention, the resolution of the second data set is higher in the edge region of the pupil than in its center.

Bei in der Mikroskopie häufig verwendeten Beleuchtungseinstellungen sind die Intensitäten im Randbereich häufig höher oder variieren stärker als im mittleren Bereich. Diese Bereiche liefern einen somit einen höheren Beitrag bei der Simulation des Luftbildes. Durch diese Maßnahme wird somit eine weitere Minimierung des Rechenaufwandes bei hoher Genauigkeit ermöglicht.In the lighting settings commonly used in microscopy, the intensities in the edge area are often higher or vary more than in the middle area. These areas therefore make a greater contribution to the simulation of the aerial image. This measure enables a further minimization of the computational effort while maintaining high accuracy.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei Ermittlung des zweiten Datensatzes die Auflösung vom Mittelpunkt der Pupille zum Rand hin vergrößert.In a further embodiment of the invention, when determining the second data set, the resolution is increased from the center of the pupil to the edge.

Wie bei der vorstehenden Maßnahme erläutert kann es vorteilhaft sein, wenn die Auflösung des zweiten Datensatzes im Randbereich der Pupille höher ist als in deren Mitte. Somit kann es vorteilhaft sein, die Auflösung des zweiten Datensatzes im Randbereich stärker zu erhöhen als dies durch die Abhängigkeit von der Intensität allein möglich wäre.As explained in the previous measure, it can be advantageous if the resolution of the second data set is higher in the edge area of the pupil than in its center. It can therefore be advantageous to increase the resolution of the second data set in the edge area more than would be possible by depending on the intensity alone.

Bei dieser Maßnahme werden beispielsweise vor Ermittlung des zweiten Datensatzes die Intensitäten der ersten Matrix vor der Prüfung, ob eine Zusammenfassung zu Supra-Pixeln erfolgen soll, mit einer Wichtungsfunktion gewichtet, welche bewirkt, dass die Intensitäten ausgehend vom Mittelpunkt der Pupille zum Rand hin vergrößert werden. Die Intensitäten selbst, welche dann zu Supra-Pixeln zusammengefasst werden, werden nicht verändert.In this measure, for example, before determining the second data set, the Intensities of the first matrix are weighted with a weighting function before checking whether they should be combined into supra-pixels, which causes the intensities to be increased from the center of the pupil to the edge. The intensities themselves, which are then combined into supra-pixels, are not changed.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Pixel, deren Intensitäten größer als ein vorgegebener Wert sind, nicht zu Supra-Pixeln zusammengefasst.In a further embodiment of the invention, pixels whose intensities are greater than a predetermined value are not combined to form supra-pixels.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass in Bereichen hoher Intensitäten die hohe Auflösung der ersten Matrix im zweiten Datensatz erhalten bleibt.This measure has the advantage that in areas of high intensity the high resolution of the first matrix is retained in the second data set.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Fläche eines Supra-Pixels aus der Summe der Flächen der zusammengefassten Pixel ermittelt und wird die Intensität eines Supra-Pixels aus der Summe der Intensitäten der zusammengefassten Pixel ermittelt.In a further embodiment of the invention, the area of a supra-pixel is determined from the sum of the areas of the combined pixels and the intensity of a supra-pixel is determined from the sum of the intensities of the combined pixels.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass auf einfache Weise Supra-Pixel ermittelt werden können. Die Gesamtintensität, d. h. die Summe der Intensitäten aller Pixel, der ersten Matrix wird nicht verändert und ist identisch zur Gesamtintensität des zweiten Datensatzes.This measure has the advantage that supra-pixels can be determined in a simple manner. The total intensity, i.e. the sum of the intensities of all pixels, of the first matrix is not changed and is identical to the total intensity of the second data set.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird als Ort eines Supra-Pixels der Mittelpunkt der Fläche oder der Schwerpunkt der Fläche bezogen auf die Intensitäten der zusammengefassten Pixel ermittelt.In a further embodiment of the invention, the location of a supra-pixel is determined as the center of the area or the center of gravity of the area based on the intensities of the combined pixels.

Die Berechnung des Mittelpunktes als Ort eines Supra-Pixels hat den Vorteil, dass dieser auf einfache Weise zu ermitteln ist.Calculating the center point as the location of a supra-pixel has the advantage that it can be determined in a simple manner.

Diese spezielle Ausgestaltung und Anordnung der Suprapixel hat den Vorteil, dass die Mitte jedes Supra-Pixels mit einem Pixel der ursprünglichen Matrix S_M zusammenfällt. Diesem Pixel kann die Intensität des Suprapixels zugeordnet werden. Bei einfacheren Anordnungen, beispielsweise wenn ein Suprapixel einfach 2x2 Pixel zusammenfassen würde, wäre dies nicht der Fall. Dann würde es zu einer Verschiebung des Intensitätsschwerpunktes kommen und damit zu einer Verringerung der Genauigkeit der Simulation.This special design and arrangement of the suprapixels has the advantage that the center of each suprapixel coincides with a pixel of the original matrix S _M. The intensity of the suprapixel can be assigned to this pixel. With simpler arrangements, for example if a suprapixel simply combined 2x2 pixels, this would not be the case. This would lead to a shift in the center of intensity and thus a reduction in the accuracy of the simulation.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Supra-Pixel symmetrisch zur Mitte der Pupillenebene der Lichtquelle angeordnet.In a further embodiment of the invention, the supra-pixels are arranged symmetrically to the center of the pupil plane of the light source.

Die Mitte der Pupillenebene liegt auf der optischen Achse einer Abbildungsoptik des Mikroskops, dessen Abbildungsverhalten zu simulieren ist. Da in der Mikroskopie häufig Beleuchtungseinstellungen verwendet werden, die zur optischen Achse symmetrisch sind, ist der zweite Datensatz meist symmetrisch zum Mittelpunkt der Pupille. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Supra-Pixel wird bei Ermittlung des zweiten Datensatzes aus der ersten Matrix dessen Symmetrie zum Mittelpunkt der Pupille sichergestellt. Rundungsfehler bei der Umwandlung werden so vermieden.The center of the pupil plane lies on the optical axis of an imaging optics of the microscope whose imaging behavior is to be simulated. Since lighting settings that are symmetrical to the optical axis are often used in microscopy, the second data set is usually symmetrical to the center of the pupil. The inventive arrangement of the supra-pixels ensures that the second data set is symmetrical to the center of the pupil when it is determined from the first matrix. Rounding errors during conversion are thus avoided.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Supra-Pixel aus 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Pixeln gebildet.In a further embodiment of the invention, supra-pixels are formed from 2, 4, 8, 16, 32 or 64 pixels.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Supra-Pixel quadratisch ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the supra-pixels are square.

Die beiden vorstehenden Maßnahmen haben den Vorteil, dass Supra-Pixel hoher Symmetrie gebildet werden. Diese lassen sich auf einfache Weise symmetrisch zur Pupillenmitte anordnen. Bei dem iterativen Verfahren der Generierung von Supra-Pixeln führt dies zu einer vorteilhaften Verteilung der Intensitäten.The two measures mentioned above have the advantage that supra-pixels with a high degree of symmetry are formed. These can be easily arranged symmetrically to the center of the pupil. In the iterative process of generating supra-pixels, this leads to an advantageous distribution of the intensities.

Die Supra-Pixel können in der ersten Matrix derart angeordnet werden, dass der Mittelpunkt eines Supra-Pixels oder eine Ecke eines Supra-Pixels mit dem Mittelpunkt eines Pixels der ersten Matrix zusammen fällt.The supra-pixels can be arranged in the first matrix such that the center of a supra-pixel or a corner of a supra-pixel coincides with the center of a pixel of the first matrix.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Kanten der Supra-Pixel parallel oder diagonal zu den Pixeln der ersten Matrix angeordnet.In a further embodiment of the invention, the edges of the supra-pixels are arranged parallel or diagonally to the pixels of the first matrix.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die entsprechenden Supra-Pixel symmetrisch zur Pupillenmitte angeordnet werden können.This measure has the advantage that the corresponding supra-pixels can be arranged symmetrically to the pupil center.

Die Erfindung betrifft zudem ein Mikroskop aufweisend eine Abbildungsoptik zur Abbildung eines Objektes, eine Lichtquelle, welche eine Pupillenebene aufweist, einen Detektor zur Aufnahme eines Luftbildes des Objektes, eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei Luftbilder der Abbildung durch dieses Mikroskop simuliert werden.The invention also relates to a microscope having an imaging optics for imaging an object, a light source which has a pupil plane, a detector for taking an aerial image of the object, a computing unit for carrying out the method according to one of claims 1 to 16, wherein aerial images of the image are simulated by this microscope.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die benötigten Luftbilder schnell und auf einfache Weise zugänglich sind. Zur Simulation werden die Eigenschaften der Abbildungsoptik, der Lichtquelle und ggf. weitere Eigenschaften des Mikroskops verwendet.This measure has the advantage that the required aerial photographs are quickly and easily accessible. The properties of the imaging optics, the light source and, if necessary, other properties of the microscope are used for the simulation.

In einer weiteren Ausgestaltung des Mikroskops weist diese eine Bertrand-Linse auf, welche in den Strahlengang der Abbildungsoptik einbringbar ist, um mit dem Detektor ein Luftbild der Pupillenebene aufzunehmen, wobei das Luftbild als erste Matrix von Intensitäten konstanter Auflösung bereitgestellt wird.In a further embodiment of the microscope, this has a Bertrand lens, which can be introduced into the beam path of the imaging optics in order to take an aerial image of the pupil plane with the detector, whereby the aerial image is provided as a first matrix of intensities of constant resolution.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der zweite Datensatz hochgenau auf schnelle und einfache Weise ermittelt werden kann.This measure has the advantage that the second data set can be determined quickly and easily with high accuracy.

Es versteht sich, dass die bisher genannten und die im Folgenden noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in den beschriebenen, sondern auch in weiteren Kombinationen oder einzeln Verwendung finden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features of the invention mentioned so far and those to be explained below can be used not only in the described but also in other combinations or individually without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.The invention is described and explained in more detail below using some selected embodiments and the drawings.

Es zeigen:

1: den Aufbau eines Mikroskops;
2: ein Diagramm zur Darstellung des Verfahrens zur Rasterung einer Pupillenebene;
3: Darstellung der Zusammenfassung von Pixeln zu Supra-Pixeln;
4: Darstellung der Anordnung von Supra-Pixeln in der Pupillenebene.

Show it:

1 : the structure of a microscope;
2 : a diagram illustrating the procedure for rasterizing a pupil plane;
3 : Representation of the aggregation of pixels to supra-pixels;
4 : Representation of the arrangement of supra-pixels in the pupil plane.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise zur Simulation von Luftbildern verwendet, welche von einem Mikroskop 1 erzeugt werden. Der Aufbau des Mikroskops 1 wird anhand von 1 erläutert. Das Mikroskop 1 weist einen Probenhalter 10 auf, auf welcher das abzubildende Objekt 5 aufliegt und einen als CCD-Chip (Charged Coupled Device) ausgebildeten Detektor 20. Eine Lichtquelle 25 beleuchtet das Objekt 5 über eine Beleuchtungsoptik 30, die eine Pupillenebene 35 aufweist. Beleuchtungseinstellungen können über einen Pupillenfilter, der in der Pupillenebene 35 angeordnet ist, und einen Polarisator 36 eingestellt werden. Bei der Aufnahme der Luftbilder des Objektes 5 mit dem Detektor 20 werden an die Struktur angepasste Beleuchtungseinstellungen und Polarisationseinstellungen verwendet.The method according to the invention is used, for example, to simulate aerial images which are generated by a microscope 1. The structure of the microscope 1 is described using 1 explained. The microscope 1 has a sample holder 10 on which the object 5 to be imaged rests and a detector 20 designed as a CCD chip (charged coupled device). A light source 25 illuminates the object 5 via an illumination optics 30 which has a pupil plane 35. Illumination settings can be set via a pupil filter which is arranged in the pupil plane 35 and a polarizer 36. When taking the aerial images of the object 5 with the detector 20, illumination settings and polarization settings adapted to the structure are used.

Ein Luftbild des Objekts 5 wird über die Abbildungsoptik 15, mit der optischen Achse 2, in der Ebene des Detektors 20 erzeugt. Zur Fokussierung wird die Abbildungsoptik 15 in die Richtung senkrecht zur X-Y-Ebene, als Z-Richtung, längs der optischen Achse 2, bezeichnet, bewegt. Das Luftbild wird von der Recheneinheit 40 ausgelesen, die als Computer ausgebildet ist. Das Luftbild liegt zunächst als Datenstruktur im Arbeitsspeicher des Computers vor. Diese kann als Grafikdatei auf der Festplatte des Computers abgespeichert werden. Die Die Datenstruktur bzw. die Grafikdatei ist eine zweidimensionale Matrix, die aus Pixeln aufgebaut ist. Die Intensitäten der Pixel werden durch Zahlenwerte von 0 bis 255 dargestellt. Das Bildfeld auf der Maske ist quadratisch, mit einer Kantenlänge von 10 µm. Der Ausschnitt der aufgenommenen Teilstruktur wird durch das Bildfeld bestimmt.An aerial photograph of the object 5 is generated via the imaging optics 15, with the optical axis 2, in the plane of the detector 20. For focusing, the imaging optics 15 are moved in the direction perpendicular to the X-Y plane, referred to as the Z direction, along the optical axis 2. The aerial photograph is read out by the computing unit 40, which is designed as a computer. The aerial photograph is initially available as a data structure in the computer's main memory. This can be saved as a graphics file on the computer's hard disk. The data structure or graphics file is a two-dimensional matrix made up of pixels. The intensities of the pixels are represented by numerical values from 0 to 255. The image field on the mask is square, with an edge length of 10 µm. The section of the recorded partial structure is determined by the image field.

Zur Aufnahme eines Luftbildes der Intensitätsverteilung in der Pupillenebene 35 der Beleuchtungsoptik 30 wird eine Bertrand-Linse 16 durch einen Antrieb 17, gesteuert durch die Recheneinheit 40, in den Strahlengang des Mikroskops 1 eingebracht. Das Luftbild wird im Speicher der Recheneinheit 40 als erste Matrix mit konstanter Auflösung abgespeichert.To record an aerial image of the intensity distribution in the pupil plane 35 of the illumination optics 30, a Bertrand lens 16 is introduced into the beam path of the microscope 1 by a drive 17, controlled by the computing unit 40. The aerial image is stored in the memory of the computing unit 40 as a first matrix with constant resolution.

Mikroskope wie das beschriebene Mikroskop 1 werden zur Untersuchung von Masken in der Lithographie als Maskeninspektionsmikroskop oder als Positionsmessvorrichtungen verwendet. Der Probenhalter 10 ist dann als Maskenhalter bzw. Stage ausgebildet. Das zu untersuchende Objekt 5 ist eine Maske.Microscopes such as the microscope 1 described are used to examine masks in lithography as mask inspection microscopes or as position measuring devices. The sample holder 10 is then designed as a mask holder or stage. The object 5 to be examined is a mask.

Die Simulation von Luftbildern erfolgt durch Verfahren, wie Sie in der Veröffentlichung: H.H. Hopkins: On the diffraction theory of optical images. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 217 (1130): 408-432, 1953 ; dargestellt sind.The simulation of aerial photographs is carried out by methods as described in the publication: HH Hopkins: On the diffraction theory of optical images. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 217 (1130): 408-432, 1953 ; are shown.

Für die Simulation von Luftbildern von Masken ist beispielsweise das Programm MicroSim erhältlich. Die Simulation erfolgt ausgehend von den Strukturvorgaben der Maske, dem Masken-Design. Das Programm MicroSim wird beispielsweise beschrieben in: M. Totzeck, „Numerical simulation of high-NA quantitative polarization microscopy and corresponding near-fields,“ Optik, 112 (2001) 381-390, (MicroSim-Software, University of Stuttgart ). Bei der Simulation werden die Bedingungen der Abbildung des Mikroskops 1 wie beispielsweise die Numerische Apertur, Wellenlänge, Polarisation und Kohärenzgrad der Beleuchtung bzw. der Beleuchtungsstrahlung etc. berücksichtigt.For example, the MicroSim program is available for simulating aerial photographs of masks. The simulation is based on the structural specifications of the mask, the mask design. The MicroSim program is described, for example, in: M. Totzeck, “Numerical simulation of high-NA quantitative polarization microscopy and corresponding near-fields,” Optik, 112 (2001) 381-390, (MicroSim-Software, University of Stuttgart ). The simulation takes into account the imaging conditions of microscope 1, such as the numerical aperture, wavelength, polarization and degree of coherence of the illumination or illumination radiation, etc.

Der erste Datensatz stellt das Objekt dar. Zur Simulation des Luftbildes einer Maske ist dies beispielsweise das Masken-Design.The first data set represents the object. For example, to simulate the aerial image of a mask, this is the mask design.

Die Intensitäten des zu simulierenden Luftbildes werden als Matrix I_MT von n*m Pixeln dargestellt. Der zweite Datensatz, die Intensitätsverteilung in der Pupillenebene, wird als Matrix P_M von o*p Pixeln dargestellt. Die Luftbilder bei kohärenter Beleuchtung sind für jede Beleuchtungsrichtung f_o, f_p gegeben als I_MC. f_o, f_p sind auf die Beleuchtungswinkel Θ und Wellenlänge λ der Beleuchtungsstrahlung normierte Koordinaten der Pupillenebene bzw. des Ortsfrequenzspektrums. $ƒ_{o} = \frac{sin θ_{o}}{λ}, ƒ_{p} = \frac{sin θ_{p}}{λ}$

The intensities of the aerial image to be simulated are represented as a matrix I _MT of n*m pixels. The second data set, the intensity distribution in the pupil plane, is represented as a matrix P _M of o*p pixels. The aerial images under coherent illumination are given for each illumination direction f _o , f _p as I _MC . f _o , f _p are related to the illumination angles Θ and Wavelength λ of the illumination radiation, normalized coordinates of the pupil plane or the spatial frequency spectrum.

ƒ_{O} = \frac{sin θ_{O}}{λ}, ƒ_{p} = \frac{sin θ_{p}}{λ}

Für jedes Pixel der Koordinate x_m, y_n wird die Intensität I_MT nach Gleichung 1 berechnet: $I_{M T} (x_{m}, y_{n}) = \sum_{ƒ_{o}^{'}} \sum_{ƒ_{p}^{'}} I_{M C} (x_{m}, y_{n}, ƒ_{o}, ƒ_{p}) P_{M} (ƒ_{o}, ƒ_{p})$

For each pixel of coordinate x _m , y _n the intensity I _MT is calculated according to equation 1:

I_{M T} (x_{m}, y_{n}) = \sum_{ƒ_{O}^{'}} \sum_{ƒ_{p}^{'}} I_{M C} (x_{m}, y_{n}, ƒ_{O}, ƒ_{p}) P_{M} (ƒ_{O}, ƒ_{p})

Bei der Simulation gemäß Gleichung 1 können unterschiedliche Näherungsverfahren verwendet werden. Ist beispielsweise ein Masken-Design bekannt, kann das Luftbild der Struktur unter Anwendung der Kirchhoffschen Näherung simuliert werden. Ist die dreidimensionale Struktur eines Objektes bekannt, kann auch eine rigorose Simulation durchgeführt werden.When simulating according to equation 1, different approximation methods can be used. For example, if a mask design is known, the aerial image of the structure can be simulated using Kirchhoff's approximation. If the three-dimensional structure of an object is known, a rigorous simulation can also be carried out.

Ist die Pupille P_M symmetrisch, kann die Berechnung vereinfacht werden. Verläuft durch den Mittelpunkt der Pupille eine Symmetrieebene ist es ausreichend, die Berechnung nach Gleichung 1 jeweils für eine Hälfte der Pupille durchzuführen.If the pupil P _M is symmetrical, the calculation can be simplified. If a plane of symmetry runs through the center of the pupil, it is sufficient to carry out the calculation according to equation 1 for one half of the pupil.

Matrix P_M in Gleichung 1 kann eine erste Matrix konstanter Auflösung S_M sein oder ein zweiter Datensatz mit variierender Auflösung R_M. Die Auflösung der Matrix R_M kann in Abhängigkeit vom Ort und/oder der Intensität pro Fläche variieren. In einer Variante des Verfahrens kann die Auflösung auch in Abhängigkeit vom Gradienten der Intensitäten variiert werden. Die Matrix kann durch das Mikroskop 1 aufgenommen werden oder aus einer Datei vorgegeben werden.Matrix P _M in equation 1 can be a first matrix of constant resolution S _M or a second data set with varying resolution R _M . The resolution of the matrix R _M can vary depending on the location and/or the intensity per area. In a variant of the method, the resolution can also be varied depending on the gradient of the intensities. The matrix can be recorded by the microscope 1 or specified from a file.

Liegt die Matrix P_M als erste Matrix konstanter Auflösung S_M vor, kann durch das im Folgenden beschriebene Verfahren eine Matrix mit variabler Auflösung R_M ermittelt werden, welches anhand von 2 erläutert wird. Dieses Verfahren wird auch als „Rasterung“ von S_M bezeichnet.If the matrix P _M is the first matrix of constant resolution S _M , a matrix with variable resolution R _M can be determined using the method described below, which is based on 2 This process is also called “rasterization” of S _M.

Es werden ein Grenzwert Limit für die Intensitäten vorgegeben und Faktoren Fa[1] bis Fa[7] zur iterativen Veränderung des Grenzwertes Limit. Je höher der Wert für Limit ist, desto geringer wird die Anzahl von Supra-Pixeln in der gerasterten Matrix R_M und die Auflösung. Es wird dann eine geringere Anzahl kleiner Supra-Pixel gebildet. Je kleiner der Wert für Limit ist, desto höher wird die Anzahl von Supra-Pixeln und die Auflösung. Es wird dann eine größere Anzahl kleiner Supra-Pixel gebildet. Zur Abschätzung der Größenordnung von Limit bei einer vorgegebenen Anzahl von Supra-Pixeln, kann aus Gleichung II ein Wert für Limit ermittelt werden. z ist dabei die Anzahl der gewünschten Supra-Pixel. Vorteilhafte Werte von z liegen im Bereich von 200 bis 800, besonders vorteilhafte Werte im Bereich von 400 bis 600. Im Zähler von Gleichung II wird die Gesamtintensität der Pupillenebene berechnet. $L i m i t = \frac{\sum_{m, n} I_{M T} (x_{m}, y_{n})}{z}$

A limit value Limit is specified for the intensities and factors Fa[1] to Fa[7] are specified for iteratively changing the limit value Limit. The higher the value for Limit, the lower the number of supra-pixels in the rasterized matrix R _M and the resolution. A smaller number of small supra-pixels are then formed. The smaller the value for Limit, the higher the number of supra-pixels and the resolution. A larger number of small supra-pixels are then formed. To estimate the magnitude of Limit for a given number of supra-pixels, a value for Limit can be determined from equation II. z is the number of desired supra-pixels. Advantageous values of z are in the range from 200 to 800, particularly advantageous values in the range from 400 to 600. The total intensity of the pupil plane is calculated in the numerator of equation II.

L i m i t = \frac{\sum_{m, n} I_{M T} (x_{m}, y_{n})}{z}

Die Faktoren Fa[n] nehmen für n=1 bis 7 die Werte Fa[1] =1,2; Fa[2] =1; Fa[3] =1/1,2; Fa[4] =1/(1,2²)~1/1,4; Fa[5] =1/(1,2³) ≈1/1,7; Fa[6] =1/(1,2⁴) ≈1/2 an, d. h. Fa[n]=1,2^2-n. Dies sind heuristische Werte. Sie können auch je nach verwendetem Mikroskop bzw. nach verwendeten Beleuchtungseinstellungen angepasst werden.The factors Fa[n] for n=1 to 7 take the values Fa[1] =1,2; Fa[2] =1; Fa[3] =1/1,2; Fa[4] =1/(1,2 ² )~1/1,4; Fa[5] =1/(1,2 ³ ) ≈1/1,7; Fa[6] =1/(1,2 ⁴ ) ≈1/2, i.e. Fa[n]=1,2 ^2-n . These are heuristic values. They can also be adjusted depending on the microscope or illumination settings used.

In einem ersten Schritt werden Pixel von S_M in eine Hilfsmatrix Pup[1] kopiert, deren Intensität größer ist als der Wert Limit*Fa[1]. Die Intensitäten dieser Pixel werden in der Matrix S_M gelöscht, darunter ist zu verstehen, dass Ihr Wert auf null gesetzt wird.In a first step, pixels from S _M whose intensity is greater than the value Limit*Fa[1] are copied into an auxiliary matrix Pup[1]. The intensities of these pixels are deleted from the matrix S _M , which means that their value is set to zero.

In den nächsten 5 Schritten werden je 2, 4, 8, 16 oder 32 Pixel (allgemein formuliert 2^n-1 Pixel, wenn n die Nummer des Schrittes bezeichnet) der Matrix S_M zu Supra-Pixeln zusammengefasst. Dies geschieht unter der Bedingung, dass die Summe der Intensitäten der Pixel, die zusammengefasst werden sollen, größer ist als der Grenzwert Limit*Fa[n]. Wobei n die Nummer der Iteration ist und Werte von 2 bis 6 annimmt. Die Supra-Pixel, die in einem Schritt n gebildet werden, werden in einer Hilfsmatrix Pup[n] gespeichert.In the next 5 steps, 2, 4, 8, 16 or 32 pixels (generally 2 ^n-1 pixels, where n is the number of the step) of the matrix S _M are combined to form supra-pixels. This happens under the condition that the sum of the intensities of the pixels to be combined is greater than the limit value Limit*Fa[n]. Where n is the number of the iteration and takes values from 2 to 6. The supra-pixels that are formed in a step n are stored in an auxiliary matrix Pup[n].

Immer wenn ein Supra-Pixel gebildet wird, werden die Intensitäten der zusammengefassten Pixel in der Ausgangs-Matrix S_M gelöscht. Werden vollständige Pixel zusammengefasst, bedeutet dies, dass der Wert der Intensität in der Matrix S_M auf null gesetzt wird. Im allgemeinen Fall wird der Wert der Intensität eines Pixels subtrahiert. Dies ist relevant, wenn sich ein Supra-Pixel über Teile von Pixeln der Matrix S_M erstreckt. Werden beispielsweise zwei Pixel zusammengefasst, können ein vollständiges Pixel und vier Viertel von vier benachbarten Pixeln zusammengefasst werden. Dies wird weiter unten anhand von 3 genauer erläutert werden. Dann werden in der Matrix S_M die jeweiligen zu Supra-Pixeln zusammengefassten Intensitäten von den Intensitätswerten der ursprünglichen Pixel subtrahiert. Die Intensität des zentralen Pixels wird dann zu null, die Intensitäten der vier benachbarten Pixel werden um je ein Viertel erniedrigt. Die verbleibenden Intensitäten werden dann bei dem weiteren Verfahren in den nächsten Iterationen berücksichtigt.Whenever a supra-pixel is formed, the intensities of the merged pixels in the output matrix S _M are deleted. If complete pixels are merged, this means that the value of the intensity in the matrix S _M is set to zero. In the general case, the value of the intensity of a pixel is subtracted. This is relevant when a supra-pixel extends over parts of pixels of the matrix S _M. For example, if two pixels are merged, a complete pixel and four quarters of four neighboring pixels can be merged. This will be shown below using 3 will be explained in more detail. Then, in the matrix S _M, the respective intensities combined to form supra-pixels are subtracted from the intensity values of the original pixels. The intensity of the central pixel is then set to zero, and the intensities of the four neighboring pixels are each reduced by a quarter. The remaining intensities are then taken into account in the further process in the next iterations.

Die nach den Schritten für n = 2 bis 6 noch verbleibenden Intensitäten werden in der Hilfsmatrix Pup[7] zu Supra-Pixeln zusammengefasst, die aus 64 Pixeln bestehen. The intensities remaining after the steps for n = 2 to 6 are summarized in the auxiliary matrix Pup[7] to supra-pixels, which consist of 64 pixels.

Die Matrix R_M wird am Schluss durch Addition der Hilfsmatrixen Pup[1] bis Pup[7] erstellt.The matrix R _M is finally created by adding the auxiliary matrices Pup[1] to Pup[7].

Die Matrix R_M liegt nach erfolgter Rasterung formal als Matrix der gleichen Auflösung wie die Matrix S_M vor. An den Pixeln dieser Matrix, welche den Orten der Supra-Pixel entsprechen, sind die Intensitäten der Supra-Pixel eingetragen. Den weiteren Pixeln, die unter ein Supra-Pixel fallen, wird der Wert null zugewiesen. Mit dieser Matrix kann die Simulation des Luftbildes mit geringem Rechenaufwand und deshalb schnell erfolgen.After rasterization, the matrix R _M is formally available as a matrix with the same resolution as the matrix S _M. The intensities of the supra-pixels are entered at the pixels of this matrix that correspond to the locations of the supra-pixels. The other pixels that fall under a supra-pixel are assigned the value zero. With this matrix, the aerial image can be simulated with little computational effort and therefore quickly.

Die Matrix R_M wird nun als Matrix P_M zur Simulation der Luftbilder nach Gleichung 1 verwendet.The matrix R _M is now used as matrix P _M to simulate the aerial photographs according to equation 1.

Lage und Form der Supra-Pixel werden, wie in den 3 und 4 erläutert, so gewählt, dass eine Anordnung entsprechend der Symmetrie der Pupille gewährt ist.The position and shape of the supra-pixels are, as in the 3 and 4 explained, chosen so that an arrangement according to the symmetry of the pupil is ensured.

In 3 ist ein Raster der Pixel 50 der Matrix S_M dargestellt. Die Supra-Pixel 51, 53, 55, 57, 59, 61 sind schraffiert dargestellt. In 3 ist erläutert, wie die Supra-Pixel aus einzelnen Pixeln gebildet werden. Die Supra-Pixel 51, 53, 55, 57, 59, 61 sind wegen der Symmetrie der üblichen Beleuchtungseinstellungen quadratisch ausgebildet und ihr Mittelpunkt 52, 54, 56, 58, 60 fällt mit dem Mittelpunkt eines Pixels der ersten Matrix S_M zusammen. Dies hat zur Folge, dass an den Supra-Pixeln im Randbereich auch Bruchteile von Pixeln beteiligt sind. Die Ecken sind Viertel von Pixeln, der Rand wird von halben Pixeln gebildet.In 3 a grid of pixels 50 of the matrix S _M is shown. The supra-pixels 51, 53, 55, 57, 59, 61 are shown hatched. In 3 explains how the supra-pixels are formed from individual pixels. The supra-pixels 51, 53, 55, 57, 59, 61 are square due to the symmetry of the usual lighting settings and their center 52, 54, 56, 58, 60 coincides with the center of a pixel of the first matrix S _M. This means that fractions of pixels are also involved in the supra-pixels in the edge area. The corners are quarters of pixels, the edge is formed by half pixels.

Die Supra-Pixel 51, 55, 59 aus 2, 8, 32 Pixeln sind gegen die übrigen Supra-Pixel um 45° gedreht. Die Kanten dieser Pixel 51, 55, 59 verlaufen diagonal zum Raster der Pixel 50. Die Kanten der Supra-Pixel 53, 57, 61 die aus 4, 8, 16 und 32 Pixeln gebildet werden, verlaufen parallel zum Raster der Pixel 50. Auf diese Weise werden zu den üblichen Beleuchtungseinstellungen symmetrische Pixel erhalten. Dabei sind keine Sub-Pixel, welche kleiner sind als ein Viertel eines Pixels, zu verwenden.The supra-pixels 51, 55, 59 made up of 2, 8, 32 pixels are rotated by 45° compared to the other supra-pixels. The edges of these pixels 51, 55, 59 run diagonally to the grid of pixel 50. The edges of the supra-pixels 53, 57, 61, which are made up of 4, 8, 16 and 32 pixels, run parallel to the grid of pixel 50. In this way, symmetrical pixels are obtained for the usual lighting settings. No sub-pixels smaller than a quarter of a pixel are to be used.

Als Ort eines Supra-Pixels wir in einer ersten Variante dessen Mittelpunkt angenommen. In einer zweiten Variante wird dessen Schwerpunkt berechnet. Dabei wird von den Intensitäten der Pixel der Matrix S_M ausgegangen, aus denen das Supra-Pixel gebildet wird. Der Ort wir dann auf den Mittelpunkt eines Pixels der Matrix S_M gerundet.In a first variant, the location of a supra-pixel is assumed to be its center. In a second variant, its center of gravity is calculated. This is based on the intensities of the pixels of the matrix S _M from which the supra-pixel is formed. The location is then rounded to the center of a pixel of the matrix S _M .

Die Aufteilung der Pupillenebene in Supra-Pixel wird vor Durchführung der Rasterung vorgegeben. Dies ist in den 4 und 5 erläutert.The division of the pupil plane into supra-pixels is specified before rasterization is carried out. This is specified in the 4 and 5 explained.

Anhand von 4 wird erläutert: Die Mitte eines 64-er Supra-Pixels 61 fällt mit der Pupillenmitte 70 zusammen. Die Mitte 60 eines 32-er Supra-Pixels 59 liegt auf der Mitte der Kante eines 64-er Supra-Pixels 61. Die Mitte 58 eines 16-er Supra-Pixels 57 liegt auf der Mitte der Kante eines 32-er Supra-Pixels 59.Based on 4 is explained: The center of a 64-pixel supra-pixel 61 coincides with the pupil center 70. The center 60 of a 32-pixel supra-pixel 59 lies on the center of the edge of a 64-pixel supra-pixel 61. The center 58 of a 16-pixel supra-pixel 57 lies on the center of the edge of a 32-pixel supra-pixel 59.

Anhand von 5 wird erläutert: Die Mitte 56 eines 8-er Supra-Pixels 55 liegt auf der Mitte der Kante eines 16-er Supra-Pixels 57. Die Mitte 54 eines 4-er Supra-Pixels 53 liegt auf der Mitte der Kante eines 8-er Supra-Pixels 55. Die Mitte 52 eines 2-er Supra-Pixels 51 liegt auf der Mitte der Kante eines 4-er Supra-Pixels 53.Based on 5 is explained: The center 56 of an 8-supra-pixel 55 lies on the center of the edge of a 16-supra-pixel 57. The center 54 of a 4-supra-pixel 53 lies on the center of the edge of an 8-supra-pixel 55. The center 52 of a 2-supra-pixel 51 lies on the center of the edge of a 4-supra-pixel 53.

In einer Variante des Verfahrens wird bei Durchführung der Rasterung der Grenzwert Limit in Abhängigkeit von dem Ort auf der Pupille mit einer Wichtungsfunktion verändert. Durch diese Wichtung wird Limit ausgehend vom Mittelpunkt 70 der Pupille radial zum Rand hin verkleinert. In der Pupillenmitte 70 bleibt der Wert unverändert und wird zum Rand hin linear abfallend bis um den Faktor zwei verkleinert.In a variant of the method, the limit value Limit is changed depending on the location on the pupil using a weighting function when the rasterization is carried out. This weighting reduces Limit radially from the center 70 of the pupil to the edge. The value remains unchanged in the center 70 of the pupil and is reduced linearly towards the edge by a factor of two.

Claims

Method for simulating an aerial image which is generated by imaging an object (5) using imaging optics (15), wherein the object (5) is illuminated with a light source (25) emitting illumination radiation via illumination optics (30), wherein the illumination optics (30) has a pupil plane (35), comprising the steps of: specifying a first data set for representing the object (5), specifying a second data set for representing the intensity distribution of the illumination radiation in the pupil plane (35) of the light source (25), determining the aerial image from the first and second data sets, wherein the resolution of the second data set varies depending on the intensity or depending on the location in the pupil plane (35) and wherein the second data set is determined from a first matrix (SM) of intensities of constant resolution by combining several adjacent pixels into supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) depending on their intensity or their location, characterized in that that supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) are formed iteratively, with each iteration increasing the size of the forming supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) increases and the intensity of the supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) to be formed decreases.

Procedure according to Claim 1 , where the second data set has a higher resolution in areas of high intensities than in areas of low intensities.

Procedure according to Claim 1 or 2 , whereby the resolution of the second data set is higher in the outer region of the pupil (PM) than in its center.

Method according to one of the Claims 1 until 3 , whereby when determining the second data set the resolution is increased from the center of the pupil (PM) to the edge.

Method according to one of the preceding claims, wherein pixels whose intensities are greater than a predetermined value are not combined to form supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61).

Method according to one of the preceding claims, wherein the area of a supra-pixel (51, 53, 55, 57, 59, 61) is determined from the sum of the areas of the combined pixels, wherein the intensity of a supra-pixel (51, 53, 55, 57, 59, 61) is determined from the sum of the intensities of the combined pixels.

Method according to one of the preceding claims, wherein the location of a supra-pixel (51, 53, 55, 57, 59, 61) is determined as the center of the area or the center of gravity of the area based on the intensities of the combined pixels.

Method according to one of the preceding claims, wherein the supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) are arranged symmetrically to the center of the pupil plane (35) of the light source (25).

Method according to one of the preceding claims, wherein supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) are formed from 2, 4, 8, 16, 32 or 64 pixels.

Method according to one of the preceding claims, wherein the supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) are formed square.

Method according to one of the preceding claims, wherein the edges of the supra-pixels (51, 53, 55, 57, 59, 61) are arranged parallel or diagonally to the pixels of the first matrix (SM).

Microscope (1) comprising an imaging optics (15) for imaging an object (5), a light source (25) which has a pupil plane (35), a detector (20) for taking an aerial image of the object (5), a computing unit (40) configured to carry out the method according to one of the Claims 1 until 11 , whereby the method enables the simulation of aerial photographs which are produced by the microscope (1).

Microscope (1) after Claim 12 comprising a Bertrand lens (16) which can be introduced into the beam path of the imaging optics (15) in order to record an aerial image of the pupil plane (35) with the detector (20), wherein the aerial image is provided as a first matrix (SM) of intensities of constant resolution.